全自動(dòng)固相萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法測定水中百菌清的含量

馬 瑩,劉 喜,馬 超

(新疆維吾爾自治區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測總站,烏魯木齊 830011)

百菌清被廣泛應(yīng)用于蔬菜、果樹、豆類、水稻、小麥等熱帶農(nóng)作物及森林多種作物病害的防治,對作物的真菌病害有良好的預(yù)防作用。國家標(biāo)準(zhǔn)GB 3838－2002?地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?已將其列為應(yīng)用水源地的測定項(xiàng)目之一,GB/T 5749－2006?生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)?和GB 3838－2002中對百菌清規(guī)定的統(tǒng)一限值是0.01 mg·L－1,同時(shí)規(guī)定的分析方法的檢出限為0.000 4 mg·L－1。

百菌清的前處理方法有液液萃取法[1-5]、中空纖維膜液相微萃取法[6]、固相萃取法[7-8]、頂空固相微萃取法[9]等。儀器測定方法有附電子捕獲檢測器的氣相色譜法[10]、氣相色譜-質(zhì)譜法[6-7,11]和液相色譜法[12]。其中,電子捕獲檢測器由于其高靈敏度,可以滿足百菌清的檢測,但也容易因雜質(zhì)峰較多而產(chǎn)生干擾,當(dāng)百菌清有檢出時(shí),需要用不同極性色譜柱定性確認(rèn)以消除干擾;百菌清在液相色譜中響應(yīng)不高,并且反向色譜中需要用到大量的有機(jī)溶劑,對環(huán)境不友好;氣相色譜-質(zhì)譜法靈敏度高,選擇性好,適于環(huán)境中痕量百菌清的檢測,檢出限比附電子捕獲檢測器的氣相色譜法更低,且不存在假陽性。本工作以4種類型水體為研究對象,通過優(yōu)化前處理過程,提出了全自動(dòng)固相萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法測定百菌清含量的方法,可為控制水中百菌清的污染、方法測定提供技術(shù)支撐。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Fotector-08HT 型全自動(dòng)固相萃取儀;Turbo Vap Ⅱ型樣品濃度儀;TRACE 1310型氣相色譜-質(zhì)譜儀;HLB固相萃取柱(200 mg/6 mL);C18固相萃取柱(1 000 mg/6 mL)。

百菌清標(biāo)準(zhǔn)溶液:1 000 mg·L－1,BWQ7079-2016。

百菌清標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液:100 mg·L－1,移取1 000 mg·L－1百菌清標(biāo)準(zhǔn)溶液1.00 mL 置于10.00 mL棕色容量瓶中,用正己烷定容,現(xiàn)用現(xiàn)配。

內(nèi)標(biāo)儲備溶液:氘代菲質(zhì)量濃度為100 mg·L－1,CDAA-S-630030-KD。使用時(shí)用正己烷稀釋至所需質(zhì)量濃度。

質(zhì)譜調(diào)諧溶液:十氟三苯基膦(DFTPP)質(zhì)量濃度為1 000 mg·L－1。

氮?dú)?、氦氣的純度均不小?9.999%;二氯甲烷、甲醇、正己烷均為色譜純;試驗(yàn)用水為超純水。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 色譜條件

TG-5MS色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25μm);不分流進(jìn)樣;進(jìn)樣量1.0μL;流量1.0 mL·min－1;柱升溫程序:初始溫度70 ℃,保持2 min;以速率30 ℃·min－1升溫至220 ℃,保持3 min;以速率5 ℃·min－1升溫至280 ℃,保 持5 min;以速率20 ℃·min－1升溫至300 ℃。

1.2.2 質(zhì)譜條件

電子轟擊離子(EI)源;離子源溫度230℃;四極桿溫度150 ℃;傳輸線溫度300 ℃;離子化能量70 eV。選擇離子掃描模式;百菌清定量離子 質(zhì)荷比(m/z)266,輔助定量離子m/z264,268,氘代菲定量離子m/z188,輔助定量離子m/z187。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 固相萃取柱的活化

依次用10 mL 二氯甲烷、10 mL 甲醇、10 mL水以約2 mL·min－1的流量通過C18固相萃取柱,保持柱床處于濕潤和活化狀態(tài),待水剩約2 mL時(shí),停止活化,保持柱頭濕潤。

1.3.2 水樣的富集、凈化與濃縮

取500 mL水樣以約2 mL·min－1的流量通過活化后的固相萃取柱,再用10 mL水沖洗樣品瓶內(nèi)壁,一起富集,隨后用氮?dú)獯? min,使柱子干燥。用12.0 mL 二氯甲烷沖洗樣品瓶后洗脫固相萃取柱,洗脫液經(jīng)無水硫酸鈉干燥后收集于接收管中,通過K-D 氮吹濃縮器將二氯甲烷全部置換為正己烷,最終濃縮至1.0 mL,加入內(nèi)標(biāo)溶液(使內(nèi)標(biāo)質(zhì)量濃度為100μg·L－1)至棕色樣品瓶中,按儀器工作條件測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜行為

按照儀器工作條件測定150μg·L－1百菌清標(biāo)準(zhǔn)溶液(含100μg·L－1內(nèi)標(biāo)),所得色譜圖見圖1。

圖1 150μg·L－1百菌清標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖Fig.1 Chromatogram of 150μg·L－1 chlorothalonil standard solution

2.2 前處理?xiàng)l件的優(yōu)化

常用的有機(jī)污染物的固相萃取柱是C18柱(硅膠鍵合十八烷基填料,適用于非極性到中等極性化合物)、HLB柱(親脂性二乙烯基苯和親水性N-乙烯C18柱基吡咯烷酮單體聚合的填料,反向萃取,適用于非極性到極性化合物)[8]。試驗(yàn)考察了分別使用C18柱和HLB柱進(jìn)行固相萃取時(shí)對加標(biāo)樣品(加標(biāo)量為0.2μg·L－1)中百菌清回收率的影響。結(jié)果表明:使用HLB柱時(shí),百菌清的回收率為70.5%～78.8%;使用C18柱時(shí),百菌清的回收率為80.1%～103%,C18柱的選擇性更強(qiáng),具有富集和凈化兩個(gè)功能,所得回收率更為滿意。因此,試驗(yàn)最終選擇C18柱進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

當(dāng)上樣速率為10 mL·min－1時(shí),百菌清的回收率低,上樣速率為2 mL·min－1時(shí)既滿足了全自動(dòng)固相萃取儀對流量的要求,又能得到較好的回收率。

洗脫溶劑的種類對固相萃取法的回收率有直接影響,由于百菌清屬于弱極性化合物,為保證百菌清回收率及凈化效果,應(yīng)選擇弱極性或中極性的洗脫溶劑。試驗(yàn)考察了正己烷、乙酸乙酯、乙腈、二氯甲烷、丙酮等5種洗脫溶劑對百菌清的回收率的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):使用二氯甲烷時(shí),百菌清的回收率為90.1%;使用乙酸乙酯時(shí),百菌清的回收率為55.0%;使用其他洗脫溶劑時(shí),百菌清的回收率均小于10%。因此,試驗(yàn)最終選擇二氯甲烷為洗脫溶劑。試驗(yàn)進(jìn)一步考察了洗脫溶劑二氯甲烷的用量(2.0,4.0,6.0,8.0,10.0,12.0,15.0 mL)對百菌清的回收率的影響。結(jié)果表明:百菌清的回收率隨著洗脫溶劑用量的增大而增大;當(dāng)洗脫溶劑的用量不小于12.0 mL時(shí),回收率不再變化。從環(huán)境友好和節(jié)省時(shí)間考慮,試驗(yàn)最終選擇洗脫溶劑的用量為12.0mL。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限和測定下限

分別取適量的百菌清標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液,用正己烷逐級稀釋,配制成質(zhì)量濃度分別為5.00,10.0,25.0,50.0,125,250,500,1 000μg·L－1的百菌清標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,加入內(nèi)標(biāo)溶液,使得內(nèi)標(biāo)質(zhì)量濃度為100μg·L－1。按照儀器工作條件測定上述標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,以百菌清的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),以其對應(yīng)色譜峰的峰面積和內(nèi)標(biāo)峰面積的比值與對應(yīng)內(nèi)標(biāo)質(zhì)量濃度的乘積為縱坐標(biāo)建立兩條標(biāo)準(zhǔn)曲線,分別用于定量分析百菌清質(zhì)量濃度不大于100μg·L－1和大于100μg·L－1的樣品。具體線性參數(shù)見表1。

表1 線性參數(shù)Tab.1 Linearity parameters

根據(jù)HJ 168－2020?環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制訂技術(shù)導(dǎo)則?要求,按照樣品分析的全步驟,對含量為預(yù)估計(jì)方法檢出限3～5倍的樣品進(jìn)行n(n≥7)次平行測定。本試驗(yàn)選用加標(biāo)量為0.020μg·L－1的空白加標(biāo)樣品作為檢出限測定的樣品,按照試驗(yàn)方法平行測定7 次,以t(n－1,0.99)×s[當(dāng)n＝7 時(shí),t(n－1,0.99)取值3.143,s為標(biāo)準(zhǔn)偏差]計(jì)算方法的檢出限(3.143s),測定下限為檢出限的4倍。結(jié)果表明,方法的檢 出限為0.004 μg·L－1,測定下限為0.016μg·L－1。

2.4 精密度和回收試驗(yàn)

按照試驗(yàn)方法分別對百菌清質(zhì)量濃度為0.020,0.100,0.250,0.800μg·L－1的空白加標(biāo)樣品(濃縮進(jìn)樣后質(zhì)量濃度相當(dāng)于10.0,50.0,125,400μg·L－1)進(jìn)行6次平行測定,計(jì)算百菌清的回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD),結(jié)果見表2。

表2 精密度和回收試驗(yàn)結(jié)果(n＝6)Tab.2 Results of tests for precision and recovery(n＝6)

2.5 樣品分析

按照試驗(yàn)方法測定烏魯木齊周邊地表水、地下水、工業(yè)廢水、生活污水等4 種類型水體。結(jié)果表明,地表水、地下水、工業(yè)廢水、生活污水中百菌清的質(zhì)量濃度均低于檢出限。

對上述4種類型水體進(jìn)行加標(biāo)測定,每組樣品做6個(gè)平行試驗(yàn),加標(biāo)量為0.050μg·L－1,計(jì)算百菌清的回收率和測定值的RSD,進(jìn)一步驗(yàn)證方法的精密度和準(zhǔn)確度。結(jié)果表明:地表水、地下水、工業(yè)廢水、生活污水加標(biāo)后的測定值依次為0.048,0.048,0.036,0.035μg·L－1;回收率依次為96.0%,96.0%,72.0%,70.0%;測定值 的RSD 依次為5.6%,3.5%,3.9%,3.4%。

本工作采用全自動(dòng)固相萃取進(jìn)行前處理,與氣相色譜-質(zhì)譜法聯(lián)用,提出了測定水中百菌清含量的方法,其線性范圍、精密度和可靠性均符合相關(guān)技術(shù)要求。方法簡單、平行性良好,能夠在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)樣品批量處理,節(jié)約了分析人員的時(shí)間成本,提高了工作效率,為準(zhǔn)確測定地表水中百菌清含量提供了一種簡便、快捷、準(zhǔn)確的分析方法,為環(huán)境有機(jī)污染物的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。